自適應(yīng)濾波在雷達(dá)中的應(yīng)用

第十三章自適應(yīng)濾波在雷達(dá)中的應(yīng)用自適應(yīng)濾波在雷達(dá)中有廣泛的應(yīng)用：自適應(yīng)動目標(biāo)顯示（自適應(yīng)MTI）自適應(yīng)旁瓣對消自適應(yīng)數(shù)字波束形成自適應(yīng)空時聯(lián)合處理等。相關(guān)技術(shù)

MTD

旁瓣匿影

CFAR及自適應(yīng)檢測13.1雷達(dá)信號最優(yōu)濾波雷達(dá)回波最佳濾波器的頻率響應(yīng)其中雜波很強(qiáng)時雷達(dá)回波調(diào)制信號調(diào)制信號的頻譜回波信號的頻譜其中其中為單個視頻脈沖，其頻譜為

圖13.1矩形高頻脈沖頻譜示意圖最佳濾波器頻率響應(yīng)為其中圖13.2對雷達(dá)信號的處理13.2雷達(dá)自適應(yīng)動目標(biāo)顯示

（MTI）濾波器回波頻率與發(fā)射頻率之差為多普勒頻率圖13.3有風(fēng)速補(bǔ)償?shù)腗TI電路13.2.2調(diào)整相干振蕩器頻率的自適應(yīng)MTI系統(tǒng)圖13.4TACCAR系統(tǒng)圖13.5VCO控制自適應(yīng)MTI濾波器13.2.3普通DMTI圖13.6 數(shù)字對消器

（a）二脈沖對消器（b）多脈沖對消器13.6(a)傳輸函數(shù)及頻率響應(yīng)為13.6(b)傳輸函數(shù)為加權(quán)系數(shù)為二項(xiàng)式系數(shù)圖13.7三脈沖MTI濾波器三脈沖MTI濾波器頻率特性為

開環(huán)自適應(yīng)MTI濾波器-1設(shè)輸入的功率譜為輸出功率最佳值滿足方程得中間支路的最佳加權(quán)為圖13.8雙脈沖對消器二脈沖MTI濾波器傳輸函數(shù)為頻率特性為輸出功率為有或或其中圖13.9采用式13.2.16算法的自適應(yīng)MTI圖13.10采用式（13.2.16）算法的自適應(yīng)MTI實(shí)現(xiàn)框圖有漏泄的積分器的傳輸函數(shù)為:為對消的雜波,應(yīng)為的估計式開環(huán)自適應(yīng)MTI濾波器-2圖13.12計算的電路圖13.13多級自適應(yīng)MTIDMI算法按二項(xiàng)式系數(shù)分布，設(shè)為

13.2.5閉環(huán)自適應(yīng)MTI濾波器LMS算法圖13.14

具有一個自適應(yīng)環(huán)的MTI濾波器圖13.15具有多個自適應(yīng)環(huán)的MTI系統(tǒng)圖13.16采用HA算法的自適應(yīng)MTI濾波器13.2.6線性預(yù)測和自適應(yīng)雜波對消圖13.17線性預(yù)測自適應(yīng)MTI圖13.18采用格形濾波的自適應(yīng)MTI圖13.19噪聲對消自適應(yīng)MTI

圖13.20數(shù)據(jù)的空間關(guān)系圖13.21預(yù)測和噪聲對消結(jié)合的自適應(yīng)MTI

圖13.22預(yù)測式自適應(yīng)MTI13.3動目標(biāo)檢測（MTD）圖13.23MTD系統(tǒng)圖13.24MTD信號處理部分框圖圖13.25

非零速濾波器

頻率響應(yīng)圖13.26零速濾波器頻率響應(yīng)

圖13.27雜波圖處理單元13.4超低副瓣及多波束Dolph-Chebyschev

Taylor在主瓣區(qū)非常接近Chebyschev波束，但是副瓣隨方向角而降低。Haming、Kaiser-Bessel圖13.28多波束形成13.5旁瓣匿影(SLB)圖13.29旁瓣匿影原理a)框圖

b)波束圖圖13.30單脈沖雷達(dá)波束實(shí)現(xiàn)副瓣匿影13.6自適應(yīng)旁瓣對消（SLC）圖13.31自適應(yīng)旁瓣對消系統(tǒng)圖13.32陣列主波束形成旁瓣對消系統(tǒng)圖13.33波束形成網(wǎng)絡(luò)旁瓣對消系統(tǒng)圖13.34同時采用旁瓣對消和旁瓣匿影的框圖13.7機(jī)載雷達(dá)雜波抑制和DPCA圖13.

35雙天線雜波對消系統(tǒng)

圖13.

36單脈沖自適應(yīng)地雜波抑制電路和差網(wǎng)絡(luò)有關(guān)系式

可得

鑒相器（1）的輸出為

鑒相器（2）的輸出為

13.7.2自適應(yīng)技術(shù)和DPCA技術(shù)圖13.

37DPCA天線的相位中心

兩次發(fā)射脈沖時間內(nèi)飛機(jī)飛行距離通常將接收天線接成和差形式，即圖13.38自適應(yīng)DPCA雜波抑制系統(tǒng)

13.8時空聯(lián)合處理圖13.39機(jī)載雷達(dá)天線陣幾何關(guān)系雜波單元P的多普勒頻率對于側(cè)視陣，上式成為(13.8.2)(13.8.3)(13.8.4)(13.8.5)圖13.

40側(cè)視陣瞄準(zhǔn)方向與多普勒頻率的關(guān)系(13.8.5)圖13.41側(cè)視雜波譜例

圖13.42側(cè)視陣空時自適應(yīng)濾波原理圖13.43空時聯(lián)合處理各通道FIR濾波器抽頭處輸入函數(shù)為

最佳權(quán)的公式為

令其中13.9雷達(dá)自適應(yīng)天線系統(tǒng)圖13.44二元陣的功率倒置自適應(yīng)算法公式為因，即得圖13.44開環(huán)二維自適應(yīng)陣自適應(yīng)陣圖13.45開環(huán)自適應(yīng)算法圖13.46開環(huán)二元陣詳細(xì)框圖圖13.

47開環(huán)二元陣試驗(yàn)結(jié)果13.9.2X波段雷達(dá)自適應(yīng)干擾置零系統(tǒng)X波段雷達(dá)自適應(yīng)干擾置零系統(tǒng)，目標(biāo)回波頻率與發(fā)射頻率之差取決于回波距離，其關(guān)系為自適應(yīng)加權(quán)矢量圖13.49單干擾情況的自適應(yīng)波束

圖13.50RST－DBF自適應(yīng)波束形成系統(tǒng)框圖13.9.3美國林肯實(shí)驗(yàn)室研制的RST－DBF系統(tǒng)圖13.51數(shù)字基帶正交采樣圖13.52RST－DBF的通道均衡（取第一路為參考）選1＃通道為參考通道），i通道理想均衡響應(yīng)為SMI算法計算權(quán)采用酉陣將三角化有：式(13.9.8)成為：適應(yīng)權(quán)由下列前代和回代實(shí)現(xiàn)：圖13.53RST-DBT信號處理機(jī)13.9.4美國海軍數(shù)字陣列雷達(dá)（DAR）項(xiàng)目該項(xiàng)目由美國海軍辦公室（ONR）贊助